Question

物質之間發生化學反應時，常伴隨有明顯的現象，但有些化學反應卻觀察不到明顯的現象．某興趣小組同學為證明硫酸與氫氧化鈉溶液發生了中和反應，從不同角度設計了如下實驗方案，并進行實驗．
方案一：用測pH的方法證明硫酸與氫氧化鈉溶液發生中和反應．
先用pH試紙測定NaOH溶液的pH，再滴加硫酸，并不斷振蕩溶液，同時測定混合溶液的pH，如果測得的pH逐漸變小且小于7，則證明NaOH溶液與稀硫酸發生了化學反應．
（1）用pH試紙測定溶液的pH時，正確的操作是：在白瓷板或玻璃片上放

 

，將被測液滴到試紙上，并將試紙

 

與標準比色卡比較．
（2）你認為判斷此反應是否發生的關鍵點是“測得的pH逐漸變小”還是“測得的pH小于7”？

 

．其理由是排除

 

因素的干擾．
方案二：用碳酸鉀溶液驗證硫酸與氫氧化鈉溶液發生中和反應．
【實驗藥品】稀硫酸、稀氫氧化鈉溶液、碳酸鉀溶液．
【實驗儀器】試管、滴管、10ml量筒等
【設計方案并實驗】
（1）小江同學的實驗：在試管中加入2ml稀硫酸，逐滴加入

 

溶液，振蕩后，再滴入
V₁ml

 

溶液，實驗過程中無氣泡逸出．反應的化學方程式為

 

．
（2）小偉同學的實驗：在試管中加入2ml稀硫酸，逐滴加入一定量的氫氧化鈉溶液，振蕩后，再滴入碳酸鉀溶液，有氣泡逸出，繼續滴加碳酸鉀溶液至恰好無氣泡時，共消耗碳酸鉀溶液V₂ml．
（3）小明同學的實驗：小明認為小江的實驗說明能用碳酸鉀溶液來驗證；而小偉的實驗還不能，需再做一個對比實驗才能說明．他另取一支試管，加入2ml稀硫酸，逐滴加入碳酸鉀溶液至

 

（填寫實驗現象），記錄消耗的碳酸鉀溶液體積為V₃ml．當V₃

 

（選填“大于”、“等于”或“小于”）V₂時，可以證明硫酸與氫氧化鈉溶液發生中和反應．
【反思】在小江的實驗中，碳酸鉀溶液的作用是

 

（填字母）．
A．僅是反應物     B．相當于指示劑      C．作催化劑．

Answer 1

分析：方案一：（1）用pH試紙測定溶液的pH的方法來完成解答；
（2）根據硫酸和氫氧化鈉溶液的pH值來完成解答；
【設計方案并實驗】
（1）在小江同學的實驗中，先向稀硫酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液，再滴入碳酸鉀溶液，實驗過程中無氣泡逸出，說明加入氫氧化鈉溶液后的溶液中已經沒有稀硫酸，則證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發生了中和反應；
（3）加入碳酸鉀溶液時有氣泡逸出，說明溶液中稀硫酸，因此，該實驗不能證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發生了中和反應．要證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發生了中和反應，需補充如下實驗：向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸鉀溶液至無氣泡產生，記錄消耗碳酸鉀溶液的體積，若此體積大于小偉的實驗中消耗的碳酸鉀溶液的體積，則證明在小偉的實驗中稀硫酸與氫氧化鈉溶液發生了中和反應；
【反思】根據碳酸鉀溶液能和酸反應的性質來完成解答．

解答：解：方案一：
（1）用pH試紙測定溶液的pH時，正確的操作是：在白瓷板或玻璃片上放pH試紙，將被測液滴到試紙上，并將試紙顯示的顏色與標準比色卡比較即可得出溶液的pH值．
（2）加入稀硫酸也會導致氫氧化鈉溶液變稀，而使溶液的pH值變小，所以判斷氫氧化鈉和稀硫酸反應的現象應該是溶液的pH值小于7，
方案二：
（1）先向稀硫酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液，再滴入碳酸鉀溶液，實驗過程中無氣泡逸出，說明加入氫氧化鈉溶液可以與稀硫酸反應，所以本題答案為：氫氧化鈉，碳酸鉀，2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（3）加入碳酸鉀溶液時有氣泡逸出，說明溶液中稀硫酸，因此，該實驗不能證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發生了中和反應．要證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發生了中和反應，需補充如下實驗：向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸鉀溶液至無氣泡產生，記錄消耗碳酸鉀溶液的體積，若此體積大于小偉的實驗中消耗的碳酸鉀溶液的體積，則證明在小偉的實驗中稀硫酸與氫氧化鈉溶液發生了中和反應．
【反思】根據（3）的解答可以知道，在小江的實驗中，碳酸鉀溶液的作用相當于是指示劑，故選B．
故答案為：
方案一：（1）pH試紙；顯示的顏色；
（2）測得的pH小于7；排除因硫酸的加入，稀釋氫氧化鈉溶液而引起pH減小．（能答到“因硫酸的加入，氫氧化鈉被稀釋”就給分）；
（1）NaOH；  K₂CO₃；H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；
（3）無氣泡產生；V₃ml＞V₂ml．            
【反思】B．

點評：此題在以往對中和反應探究考查的基礎上又有所拓展，從定量研究的角度對同學們提出了要求．很多同學由于基礎知識掌握不牢固，心理素質較差，缺乏分析推理和實驗探究能力而不能順利解答此類綜合性問題．